JPH07258412A - エレクトロレオロジー的ゲル及びその製造方法 - Google Patents

エレクトロレオロジー的ゲル及びその製造方法

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JPH07258412A
JPH07258412A JP7052728A JP5272895A JPH07258412A JP H07258412 A JPH07258412 A JP H07258412A JP 7052728 A JP7052728 A JP 7052728A JP 5272895 A JP5272895 A JP 5272895A JP H07258412 A JPH07258412 A JP H07258412A
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JP7052728A
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Mark D Fisher
デビット フィッシャー マーク
Mark H Eckstein
ハーマン エクスタイン マーク
Randall Gene Schmidt
ジーン シュミット ランドール
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M171/00Lubricating compositions characterised by purely physical criteria, e.g. containing as base-material, thickener or additive, ingredients which are characterised exclusively by their numerically specified physical properties, i.e. containing ingredients which are physically well-defined but for which the chemical nature is either unspecified or only very vaguely indicated
    • C10M171/001Electrorheological fluids; smart fluids

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電圧を印加すると粘度と弾性率が劇的に増加
するといった独特のレオロジー特性を示すサスペンショ
ンを提供する。 【構成】 次の式を有するポリマーより選択した硬化性
シリコーンポリマー: (i)(RO)3 SiO(RXSiO)m (R2 SiO)
n Si(OR)3 、(ii)(RO)3 SiO(RXSi
O)m (R2 SiO)n Si(X)3 、(iii)(X)3
SiO(RXSiO)m (R2 SiO)n Si
(X)3 、エレクトロレオロジー的に活性な固体粒子、
及び金属触媒を含むエレクトロレオロジー的ゲルであっ
て、電場を印加する前に、25℃において周波数10ヘ
ルツで測定したとき500〜500000パスカルの貯
蔵弾性率、及びゲルが粘弾性の線形領域に存在するよう
なピークひずみ振幅を有し、さらに少なくとも0.5の
動的機械的損失正接を有するエレクトロレオロジー的ゲ
ル組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、硬化性シリコーンポリ
マー、エレクトロレオロジー的に活性な固体粒子、及び
金属触媒を含み、充填材入りゲルを生成するエレクトロ
レオロジー的ゲルに関する。さらに、本発明は、そのゲ
ルの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】ある分
極性の固体粒子が非導電性の疎水性液体の中に分散され
ると、得られるサスペンションは、電場の影響下で独特
のレオロジー特性を示す。これらの系は電圧を印加する
と粘度と弾性率の劇的な増加を示す。いくつかの場合、
それらは電場を適用すると文字どおり液体から固体に変
化する。この変化は可逆的であり、典型的にミリ秒の現
象として起きる。この現象を示す物質はエレクトロレオ
ロジー(ER)流体又はエレクトロ粘稠(EV)流体と
称され、最近の15年間で知られてきた。これらの流体
は、トルク伝達や機械的防振のような用途に応用を見つ
けている。
【0003】従来のエレクトロレオロジー流体は、例え
ばトランスオイル中に分散したスターチ、ケロシンや鉱
油中に分散したシリカゲルのような系である。これらの
過去における発見以来、新しい系の発見や従来の系の改
良は割合に少ない。概して、エレクトロレオロジー流体
は、誘電性流体相の中に分散した分極性の固体相からな
る。エレクトロレオロジー流体は、外部電圧を印加する
と、液体状から固体状の媒体に性質を変えることができ
るといった特徴がある。この変化は可逆であり、電圧を
除去すると液体状に戻る。電圧を印加すると固体相が、
電極の間隙を橋かけするフィブリル状のネットワークを
形成する。その時点でその物質はニュートン流体の挙動
をせず、ビンガム可塑挙動を示すことができる。ビンガ
ム可塑挙動を示す流体は、物質が再び流れることができ
る前に、特定のレベルの力を与えることを必要とする
(応力を生成する)。
【0004】流体相としてシリコーンオイルを使用する
エレクトロレオロジー流体は、米国特許第464561
4号、同4668417号に開示されている。ゲル状の
特性を有するエレクトロレオロジー流体の組成物は特開
平4−089893号に開示されている。その他のこの
ような組成物はシガらの文献「微細粒子を含むポリマー
ゲルのエレクトロ粘弾性効果(ケミカルアブストラクト
114:103279z,1991) 」に開示されている。
【0005】水分硬化性シリコーンの関係技術は米国特
許第4546017号、同4824924号、同516
2460号に開示されている。
【0006】
【課題を解決するための手段及び作用効果】本発明は
(A)硬化性シリコーンポリマー、(B)エレクトロレ
オロジー的に活性な固体粒子、及び(C)金属触媒、を
含むエレクトロレオロジー的ゲル組成物を提供するもの
である。これらの組成物はさらに(D)架橋剤、及び/
又は(E)抑制剤を含むことがある。
【0007】また、本発明は(I)硬化性シリコーンポ
リマー(A)の中にエレクトロレオロジー的に活性な固
体粒子を分散し、(II)混合物(I)に金属触媒を添加
する過程を含むエレクトロレオロジー的ゲルの調製方法
を提供するものである。この方法は、過程(I)の後に
架橋材及び/又は抑制剤を添加する過程をさらに含むこ
とがある。
【0008】本発明の目的は、電場によって調整するこ
とができ、組成物の貯蔵弾性率やその他の特性を調節す
る性能が得られる動的機械的特性を有するエレクトロレ
オロジーを提供することである。本発明のもう1つの目
的は、ゲルに電場を印加することによって粘弾性の時間
−温度−組成の関係を変えることができるエレクトロレ
オロジー的ゲルの製造である。
【0009】本発明は次の成分を含んでなるエレクトロ
レオロジー的ゲルを提供する: (A)(i) 〜 (iv) の群より選択された式を有する硬化
性シリコーンポリマー: (i)(RO)3 SiO(RXSiO)m (R2 SiO)
n Si(OR)3 、(ii)(RO)3 SiO(RXSi
O)m (R2 SiO)n Si(X)3 、(iii)(X)3
SiO(RXSiO)m (R2 SiO)n Si
(X)3 、及び(iv)これらの混合物、ここでRは1〜2
0の炭素原子を有する一価の炭化水素基、XはR、アシ
ルオキシ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、オキシム
基、2〜20の炭素原子を有するオレフィン的炭化水素
基から独立して選択され、mは0〜100の平均値を有
し、nは100〜2000の平均値を有し、 (B)エレクトロレオロジー的に活性な固体粒子、及
び、 (C)金属触媒、さらに、このゲルは、電場を印加する
前に、25℃において周波数10ヘルツで測定したとき
500〜500000パスカルの貯蔵弾性率、及びゲル
が粘弾性の線形領域に存在するようなピークひずみ振幅
を有し、さらに少なくとも0.5の動的機械的損失正接
を有するエレクトロレオロジー的ゲル組成物である。
【0010】用語「水分硬化性」は、本発明の組成物に
ついて言及した場合、一般に水分の存在中で室温におい
てゲルに硬化する組成物の性能を意味する。また、用語
「硬化性」は、本発明において、一般に液体から固体へ
の組成物の状態変化に結びつく化学的変化を意味する。
本発明における「貯蔵弾性率(G’)」は、所定の速度
と温度においての、限定したひずみの範囲の中での材料
の弾性特性の1つの尺度を表す。G’の値は、剪断で変
形したときに材料の中に貯えられたエネルギーの量に比
例する。損失弾性率(G”)は、G’と同じ制限の剪断
における材料の粘性特性の1つの尺度を表す。G”の値
は、一般に熱の形態であると考えられるエネルギー損失
を伴って材料が剪断作用で変形したときの損失エネルギ
ーに比例する。本発明において、損失正接(タンデルタ
δ)は損失弾性率と貯蔵弾性率の比(G”/G’)であ
り、エネルギーを減衰する材料の性能の指標である。1
より大きいタンデルタは、弾性よりも粘性の寄与が大き
い材料を示す。
【0011】本発明の硬化性シリコーンポリマー(A)
は、それによってゲル状態に硬化することができる反応
性官能基を含むオリゴマーのシリコーン化合物又は組成
物を含む。本願における用語「ゲル状態」は、架橋し
て、25℃の周波数10ヘルツでの測定において0.5
より大きい動的機械的損失正接(タンデルタ)を示す材
料を言い、その材料が粘弾性の線形領域にあるようにピ
ークひずみ振幅が利用れさる材料を言う。好ましくは、
そのゲルは、そのような測定条件下で少なくとも500
パスカルの動的貯蔵弾性率(G’)を有する。
【0012】また、本願における「ゲル状態」は、液体
オルガノポリシロキサンの溶媒中で測定して、少なくと
も10重量%の不溶性ゲル画分を有する架橋した物質を
意味する。硬化する前に、成分(A)は前記の条件下で
2.0以上の損失正接(タンデルタ)と10%未満のゲ
ル画分を有する必要がある。エレクトロレオロジー的組
成物に通常使用される固体粒子は不溶性であり、中に分
散したときに有意な弾性率を付与することができるた
め、本発明において、上記の損失正接とゲル画分はフィ
ラーなしの純粋な成分(A)について測定する。或い
は、測定値からフィラー含有率を差し引くことができれ
ば、フィラー入りの成分(A)でゲル画分を測定しても
よい。本発明において、(フィラーなしの)硬化性シリ
コーンポリマー(A)は、100℃の温度で12時間以
内に前記のレオロジー及び溶解特性を有するゲル状態に
硬化しなければならない。
【0013】前記のレオロジー的特性の評価は、当該技
術で公知の標準方法によって行うことができる。例え
ば、適当な量の金属触媒を含む生の硬化性液体シリコー
ンポリマー(A)を動的機械的スペクトロメーターのプ
レートの上に接触させて配置し、その間で前記の条件下
で硬化させることができる。高温で硬化させながら、次
いで25℃の温度において、10ヘルツで動的機械的特
性の測定を行うことができる。同様に、通常の方法によ
る液体オルガノポリシロキサンに対する溶媒で、溶解分
がなくなるまでゲル化したシリコーンを抽出することが
でき、乾燥した不溶性の残留物の量よりゲル画分を求め
ることができる。
【0014】一般的な形態において、オリゴマーの成分
(A)は硬化性のオルガノポリシロキサンである。した
がって、例えば、成分(A)は、前記のレオロジー的及
び溶解性の制約範囲に適する当該技術で公知のフィラー
入り又はフィラーなしの液体オルガノポリシロキサンの
室温硬化型(RTV)系の任意のものから選択すること
ができる。架橋がオルガノポリシロキサン鎖に結合した
反応基によって行われる1パック(one-parts) のRTV
系、及びオルガノポリシロキサンに結合した反応基と低
分子量の架橋剤との反応によって架橋が生じる2パック
の系を使用することができる。学術文献や特許がこれら
の系の例を豊富に紹介しており、その組成は当該技術で
周知であり、市販されているため、その詳細な説明は不
要と思われる。例示として、水分硬化性系の広範囲な文
献が米国特許第3635887号に記載されている。
【0015】本発明の組成物における成分(A)は次の
式を有する硬化性シリコーンポリマーから選択され、
(i)(RO)3 SiO(RXSiO)m (R2 SiO)
n Si(OR)3 、(ii)(RO)3 SiO(RXSi
O)m (R2 SiO)n Si(X)3 、(iii)(X)3
SiO(RXSiO)m (R2 SiO)n Si
(X)3 、及び(iv)これらの混合物、ここでRは1〜2
0の炭素原子を有する一価の炭化水素基、XはR、アシ
ルオキシ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、オキシム
基、2〜20の炭素原子を有するオレフィン的炭化水素
基から独立して選択され、mは0〜100の平均値を有
し、nは100〜2000の平均値を有する。
【0016】成分(A)の一価の基は20までの炭素原
子を含むことができ、脂肪族不飽和を含まないハロ炭化
水素、及び炭化水素を含む。一価の炭化水素基には、メ
チル、エチル、プロピル、ブチル、ヘキシル、及びオク
チルのようなアルキル基、シクロヘキシルのような脂環
式基、フェニル、トリル、キシリルのようなアリール
基、ベンジル、フェニルエチルのようなアラルキル基が
ある。本発明のケイ素含有成分にとって非常に好ましい
一価の炭化水素基はメチル又はフェニルである。一価の
ハロ炭化水素基には、その少なくとも1つの水素原子が
フッ素、塩素、臭素のようなバロゲン原子で置換された
前記の任意の1価の炭化水素基がある。好ましい一価の
ハロ炭化水素基は式Cn 2n+1CH2 CH2 −を有し、
nは1〜10の値を有し、例えば CF3 CH2 CH2
−、C4 9 CH2 CH2 −である。いくつかのR基は
同じであることができ、所望により異なることもでき、
好ましくは全体の少なくとも50%のR基はメチルであ
る。
【0017】官能基Xは、R、アシルオキシ基、ヒドロ
キシ基、アルコキシ基、オキシム基、及びそれらの混合
物からなる群より選択される。前記のようにRは好まし
い態様の1つである。本発明の組成物のXとして適切な
アシルオキシ基は、例えば次式:
【0018】
【化1】
【0019】の基で表され、Rは1〜10の炭素原子を
有する一価の炭化水素基である。本発明のゲルのRとし
て適切な基にはメチル、エチル、プロピル、ブチル、フ
ェニル、アリールのような基、シクロアルキル基、シク
ロアリール基がある。好ましいR基はメチル、エチル、
プロピル、ブチル、フェニルである。本発明の組成物の
好ましいアシルオキシ基は、アセトキシのようなアセト
キシ基、アセトキシアルキル基、アセトキシアリール
基、アセトキシシクロアルキル基、及びアセトキシシク
ロアリール基がある。
【0020】本発明に使用するに適切なヒドロキシ基に
はヒドロキシアルキル基、ヒドロキシアリール基、ヒド
ロキシシクロアルキル基、ヒドロキシシクロアリール基
がある。好ましくは、Xのヒドロキシ基(OH)は、例
えばヒドロキシ、ヒドロキシプロピル、ヒドロキシブチ
ル、ヒドロキシフェニル、ヒドロキシメチルフェニル、
ヒドロキシエチルフェニル、ヒドロキシシクロフェニル
である。
【0021】成分(A)のXとして適切なアルコキシ基
には、アルコキシアルキル基、アルコキシアリール基、
アルコキシシクロアルキル基、アルコキシシクロアリー
ル基がある。好ましくは、Xのアルコキシ基はメトキ
シ、エトキシ、ブトキシ、第三ブトキシ、プロポキシ、
イソプロポキシ、メトキシフェニル、エトキシフェニ
ル、メトキシブチル、及びメトキシプロピル基である。
【0022】成分(A)のXとして適切なオキシム基
は、好ましくは式: −ON=C(R1)(R2) を有し、それぞれのR1 とR2 は1〜20の炭素原子を
有する一価の炭化水素基又はフェニル基を表す。好まし
くは、本発明のオキシム基はジメチルケトキシム、メチ
ルエチルケトキシム、ジエチルケトキシム、メチルプロ
ピルケトキシム、メチルブチルケトキシム、メチルヘキ
シルケトキシム、エチルメチルケトキシム、エキルプロ
ピルケトキシム、エチルブチルケトキシム、エチルヘキ
シルケトキシム、メチルフェニルケトキシム、エチルフ
ェニルケトキシム、フェニルメチルケトキシム、及びジ
フェニルケトキシムである。また、オクシムを含有する
シラン、例えはメチルトリス(メチルエチルケトキシ
モ)シラン、ビニルトリス(メチルエチルケトキシモ)
シラン、フェニルトリス(メチルエチルケトキシモ)シ
ラン、メチルトリス(ジエチルケトキシモ)シラン、テ
トラキス(メチルエチルケトキシモ)シラン、及びそれ
らの部分的水解物も成分(A)のXとして適切である。
1 とR2 はメチル又はフェニルから選択されることが
好ましい。特に好ましい本発明のオキシム基は −ON=C(Me)(Et) であり、MeはメチルでEtはエチルである。また、X
は上記の任意の基の混合であってもよい。
【0023】本発明におけるXのオレフィン的炭化水素
基は2〜20の炭素原子を有することができる。好まし
くは、オレフィン的炭化水素基は式: −R3(CH2)c CH=CH2 で表され、R3 は-(CH2)d - 又は-(CH2)e CH=C
H- であり、cは1、2、又は3の値を有し、dは3〜
6の値を有し、eは3、4、又は5の値を有する。式: −R3(CH2)c CH=CH2 で表される高級アルケニル基は少なくとも6つの炭素原
子を含む。例えば、R3は-(CH2)d - を示し、高級ア
ルケニル基には5-ヘキセニル、6-ヘプテニル、7-オクテ
ニル、8-ノネニル、9-デセニル、10- ウンデセニルがあ
る。R3 が -(CH2)e CH=CH- であるとき、高級アルケニル基は4,7-オクタジエニル、
5,8-ノナジエニル、5,9-デカジエニル、6,11- ドデカジ
エニル、4,8-ノナジエニルがある。5-ヘキセニル、7-オ
クテニル、9-デセニル、5,9-デカジエニルから選択され
たアルケニニル基が好ましい。より好ましくは、R3
-(CH2)d - であり、したがってこの基は末端の不飽和
のみを含み、最も好ましい基はビニル基又は5-ヘキセニ
ル基である。
【0024】本発明の組成物の成分(A)として使用す
るに好ましいポリジオルガノシロキサンの特定の例に
は、ViMe2 SiO(Me2 SiO)n SiMe2
i、HexMe2 SiO(MeHexSiO)m ( Me
2 SiO)n SiMe2 Hex、ViMe2 SiO(M
eViSiO)m ( Me2 SiO)n SiMe2 Vi、
HexMe2 SiO(MeHexSiO)4 ( Me2
iO)196 SiMe2Hex、HexMe2 SiO(M
eHexSiO)2 ( Me2 SiO)198 SiMe2
ex、HexMe2 SiO(MeHexSiO)3 ( M
2 SiO)151 SiMe2Hex、ViMe2 SiO
(MeViSiO)2 ( Me2 SiO)130 SiMe2
Vi、HexMe2 SiO(Me2 SiO)n SiMe
2 Hex、PhMeViSiO(Me2 SiO)n Si
PhMeVi、HexMe2 SiO(Me2 SiO)
130 SiMe2 Hex、ViMePhSiO(Me2
iO)145 SiPhMeVi、ViMe2 SiO(Me
2 SiO)130 SiMe2 Vi、ViMe2 SiO(M
2 SiO)800 SiMe2 Vi、ViMe2 SiO
(Me2 SiO)300 SiMe2 Vi、ViMe2 Si
O(Me2 SiO)900 SiMe2 Vi、があり、ここ
でMe、Vi、Hex、Phは本願においてメチル、ビ
ニル、5-ヘキセニル、フェニルをそれぞれ示し、mとn
は前記と同じ意味である。
【0025】好ましくは、硬化性ポリマー(A)の重合
の程度は、前記(i) 〜(iii) のmの値が0〜100で、
nの値が100〜200である。本発明にとって、硬化
性シリコーンポリマーの重合の程度は、m+nの値が3
00〜2000の程度であることが好ましい。特に好ま
しくは、nの値は500〜1000である。本発明の組
成物に使用する成分(A)の量は、固体粒子や金属触媒
の量、及び所望により使用するオルガノ水素シロキサン
及び/又は抑制剤によって変化する。好ましくは、組成
物の全重量を基準に、硬化性シリコーンポリマー(A)
を40〜95重量%で使用し、特に好ましくは、50〜
80重量%の(A)を使用する。
【0026】本発明の成分(B)は固体粒子を構成す
る。成分(B)の固体粒子はエレクトロレオロジー的に
活性な粒子であり、即ち電場を印加するとレオロジー的
特性を示す。本発明のエレクトロレオロジー的ゲルの分
散相を形成するために、各種の固体粒子を使用すること
ができる。例として、酸基含有ポリマー、シリカゲル、
スターチ、セルロース、電子伝導体、ゼオライト、アミ
ノ官能性シロキサンのスルフェートアイオノマーのよう
なシリコーンアイオノマー、遊離の塩化した(salified)
酸基を含む有機ポリマー、金属ポリオキソ塩を含むアミ
ノ酸、少なくとも部分的に塩化した酸基を含む有機ポリ
マー、モノサッカライド又は他のアルコールのコポリマ
ー、フェノールとアルデヒドのコポリマー、又はこれら
の混合物がある。本発明における塩化は、塩又は塩との
混合物を形成又はそれらに変化することを意味する。本
発明におけるエレクトロレオロジー的ゲルの固体粒子と
しては、好ましくはコーンスターチ、カルボキシ改質ポ
リアクリルアミド、ポリメタクリル酸のリチウム塩、ゼ
オライト、金属ポリオキソ塩を含むアミノ酸、シリコー
ンアイオノマーである。
【0027】スターチやシリカゲルのような、固体粒子
(B)として通常使用する物質を用いてエレクトロレオ
ロジー的特性を首尾よく形成するには、エレクトロレオ
ロジー的ゲルの中に少量の水の存在を必要とする。ここ
で、最近のドイツ特許明細書GB−A2170510に
おいて、無水条件下で機能する新しい種類の固体粒子物
質が教示されている。ここでの固体相物質は電子伝導体
であり、特には有機系半導体であり、本発明の組成物に
使用し、非常に有益な特性のエレクトロレオロジー的ゲ
ルを得ることができる。
【0028】また、本発明の固体粒子は、米国特許第5
320770号に開示のような金属ポリオキソ塩を含む
アミノ酸であることもできる。これらの固体粒子は次の
一般式: 〔(M)p ( H2 O)x (OH)y q c 〔A〕r d
z ・nH2 O を有する化合物であり、Mは金属カチオン、又は種々の
比の金属カチオンの混合物であり、pはMの合計原子価
で0より大きい値であり、xは0又は0より大きい値、
yは0又は0より大きい値であって任意の所与のときに
x又はyの1つのみが0であることができ、qはqが少
なくとも1の値を有するとすればp−yであり、cは0
より大きい値を有し、Aは1種のアニオン又は種々の比
のアニオンの混合物、rはrが少なくとも1の値を有す
るとすればAの合計原子価であり、dは(q×c)が常
に(r×d)に等しいとすれば0より大きい値を有し、
Bはアミノ酸又はアミノ酸の混合物であり、zは0.0
1〜100の値を有し、nは0〜15の数値である。
【0029】固体粒子(B)はシリコーンアイオノマー
であることが好ましい。好ましくは、(I)10000
未満の重合度を有するアミン官能性ジオルガノポリシロ
キサンであって、少なくともケイ素原子の3モル%がケ
イ素−炭素結合によって少なくとも1つの−NHR”基
を帯びたアミン官能性有機基に結合し、R”は水素原子
又は1〜6の炭素原子を有するアルキル基から選択され
たジオルガノポリシロキサン、及び(II)米国特許第49
94198号に記載のような酸、との反応生成物であ
る。特に好ましくは、固体粒子(B)はアミン官能性シ
ロキサンのスルフェートアイオノマーである。
【0030】本発明の組成物の粒子サイズは重要ではな
い。ここで、本発明において好適に使用される範囲は1
〜200μmであり、より好ましくは5〜50μmであ
る。一般に、ゲルの重量の5〜60重量%の固体粒子
(B)が、本発明の液体シロキサン相の中に分散する。
好ましくは、20〜50重量%の固体粒子がこの相に分
散する。ここで、最適量は、使用する固体粒子の特定の
種類、選択のオルガノシロキサンのタイプ、ゲルの粘
度、目的とする用途、及び他の因子に大きく依存する。
当業者であれば、通常の実験によって、任意の所与の系
について適切な割合を容易に決めることができるであろ
う。
【0031】本発明の組成物の成分(C)は金属触媒で
あり、好ましくは錫の有機化合物、チタンの有機化合
物、白金の化合物、及びこれらの混合物から選択され
る。適切な(C)の触媒には、有機チタネート、例えば
テトライソプロピルチタネート、テトラブチルチタネー
ト、テトラエチルヘキシルチタネート、テトラフェニル
チタネート、及びトリエタノールアミンチタネート、又
は有機金属化合物、例えばジブチル錫ジラウレート、第
一錫アセテート、第一錫オクテート、第一錫ベンゾエー
ト、第一錫スクシネート、錫オクテート、ジブチル錫ジ
アセテート、コバルトオクテート、第一錫ナフタネー
ト、コバルトナフタネート、チタンナフタネート、及び
セリウムナフタネート、又はシロキシチタネート、例え
ばテトラキス(トリメチルシロキシ)チタン、ビス(ト
リメチルシロキシ)ビス(イソプロポキシ)チタン、又
はβ−ジカルボキニルチタン化合物、例えばビス(アセ
チルアセトニル)ジイソプロピルチタネートがある。
【0032】また、本発明の組成物の成分(C)は、VI
II族金属触媒又はその錯体であることもできる。VIII族
金属触媒は鉄、コバルト、ニッケル、ルテニウム、ロジ
ウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、及び白金
を意味する。成分(C)の金属触媒は白金含有触媒成分
であることができ、最も広範囲に使用され、市販されて
いるためである。白金含有触媒は、所望によりシリカゲ
ルや粉末木炭のような担体の上に堆積させた白金金属で
あることができ、又は白金族金属の化合物や錯体である
こともできる。本発明において適切な白金含有触媒成分
は塩化白金酸の形態であり、市販の6水和物又は米国特
許第2823218号に開示のような無水和の形態のい
ずれでもよい。塩化白金酸の特に有用な形態は、米国特
許第3419593号に開示のような、ジビニルテトラ
メチルジシロキサンのような脂肪族的不飽和な有機ケイ
素化合物と反応して得られる組成物であり、その有機ケ
イ素系に容易に分散するためである。他の有用な触媒は
米国特許第3159601号、同3159662号、同
3220972号、同3296291号、同35169
46号、同3814730号、同3928629号に開
示されている。この他の本発明の組成物の成分(C)と
して適切なVIII族金属触媒には、RhCl3、RhBr
3 、RhI3 、及びこれらの混合物り、また、ClRh
(PPh3)3及びその錯体のような白金触媒系、H2
tCl6 、1,3-ジビニルテトラメチルジシロキサンとH
2 PtCl6 の錯体、H2 PtCl6 又は塩化白金酸の
形態のアルケン錯体があり、いずれも6水和物又は無水
物の形態で市販されている。
【0033】好ましくは、触媒(C)は、テトラブチル
チタネート、第一錫オクテート、塩化白金酸、ジイソプ
ロポキシ−ジエチルアセトアセテート、2,5-ジイソプロ
ポキシ−ビス−エチルアセトアセテートチタネート、チ
タンビス(エチルアセト−アセテート)ジイソプロポキ
シイソプロピルアルコールから選択される。本発明の組
成物に使用する成分(C)の金属触媒の量は狭い範囲で
はなく、当業者であれば通常の実験によって容易に決め
ることができよう。ここで、成分(C)は、本発明の組
成物を硬化させるに充分な量で添加すべきである。触媒
の最も効果的な量は、硬化性シリコーンポリマー成分
(A)の100重量部につき、0.001〜10重量部
の触媒である。好ましくは、成分(A)の100重量部
につき0.01〜1重量部で添加する。
【0034】本発明の組成物は、さらに架橋剤として成
分(D)を含むことがある。好ましくは、成分(D)
は、脂肪族系不飽和を含まない少なくとも1種のオルガ
ノ水素シロキサン化合物であり、二価の基によって架橋
されか2以上のケイ素原子を含み、1つのケイ素原子あ
たり1〜2のケイ素に結合した一価の基を有し、好まし
くは1つの分子あたり3以上のケイ素に結合した水素を
有する。好ましくは、本発明のオルガノ水素シロキサン
架橋剤は、平均で3以上のケイ素に結合した水素原子を
含み、例えば5、10、20、40、70、100以上
である。
【0035】オルガノ水素ポリシロキサンは、好ましく
は式: R4 a b SiO(4-a-b)/2 の平均の単位を有する化合物であり、R4 は脂肪族系不
飽和を含まない一価の基であり、bは0〜1の値を有
し、例えば0.001、0.01、0.1、1.0であ
り、aとbの合計は1〜3の値を有し、例えば1.2、
1.9、2.5である。これらのオルガノ水素ポリシロ
キサンのシロキサン単位は式:R4 3SiO1/ 2 、R4 2
SiO1/2 、R4 2SiO2/2 、R4 HSiO2/2 、R4
SiO3/2 、HSiO3/2 、SiO4/2 を有する。これ
らのシロキサン単位は、線状、枝分かれ、環状、及びこ
れらの組み合わせのような任意の分子配列で結合するこ
とができ、本発明の成分(D)として有用なオルガノ水
素ポリシロキサンを提供する。
【0036】本発明の組成物にとって好ましいオルガノ
水素ポリシロキサンは式: ZR2 SiO(ZRSiO)c SiR2 Z を有する実質的に線状のオルガノ水素ポリシロキサンで
あり、ここで各々のRは脂肪族不飽和を含まずに1〜2
0の炭素原子を有する一価の炭化水素又はハロ炭化水素
基である。代表的な一価の炭化水素基には、アルキル
基、例えばメチル、エチル、プロピル、ブチル、ヘキシ
ル、及びオクチル、環状脂肪族基、例えばシクロヘキシ
ル、アリール基、例えばフェニル、トリル、及びキシリ
ル,アラルキル基、例えはベンジル、フェニルエチルが
ある。本発明の一価の炭化水素基としては、メチル又は
フェニルが極めて好ましい。脂肪族不飽和を含ない一価
のハロ炭化水素基には、脂肪族不飽和を含まずに、フッ
素、塩素、臭素のようなハロゲン原子でその水素原子の
少なくとも1つを置換された前記の任意の一価の炭化水
素基が含まれる。好ましい一価のハロ炭化水素基は式: Cn 2n+1CH2 CH2 − を有し、nは1〜10の値を有し、例えばCF3 CH2
CH2 −、C4 9 CH 2 CH2 −である。いくつかの
R基は所望により同じ又は異なることができる。また、
各々のZは1つの水素原子又はR基を示す。当然なが
ら、少なくとも2つのZ基は水素原子でなければならな
い。yの正確な値はR基の数と同一性に依存するが、R
基としてメチル基のみを含むオルガノ水素ポリシロキサ
ンにおいて、cは0〜1000の値を有することができ
る。
【0037】好ましい一価の炭化水素基に関して、適切
なオルガノポリシロキサンの例としては、HMe2 Si
O(Me2 SiO)c SiMe2 H、(HMe2 Si
O)4 Si、シクロ−(HMeSiO)c 、(CF3
2 CH2 )MeHSiO〔Me(CF3 CH2
2 )SiO〕 c SiHMe(CH2 CH2 CF3 )、
Me3 SiO(MeHSiO)c SiMe3 、HMe2
SiO(Me2 SiO)0.5c(MeHSiO)0.5cSi
Me2 H、HMe2 SiO(Me2 SiO)0.5c(Me
PhSiO)0.1c(MeHSiO)0.4cSiMe2 H、
Me3 SiO(Me2 SiO)0.3c(MeHSiO)
0.7cSiMe3 、MeSi(OSiMe2 H)3 があ
る。
【0038】本発明にとって特に好ましい線状オルガノ
水素ポリシロキサンは式: ZMe2 SiO(Me2 SiO)p (MeZSiO)q
SiMe2 Z を有し、Zは水素原子又はメチル基を示す。1分子あた
り平均で少なくとも2つのZが水素原子でなければなら
ない。pとqは0以上の平均値を有し、pとqの合計は
前記のようにcに等しい。米国特許第4154714号
は、本発明にとって極めて好ましいオルガノ水素ポリシ
ロキサンを開示している。
【0039】特に好ましい成分(D)はメチル水素シロ
キサンであり、例えばビス(トリメチルシロキシ)ジメ
チルジ水素ジシロキサン、ジフェニルジメチルジシロキ
サン、ジフェニルテトラキス(ジメチルシロキシ)ジシ
ロキサン、ヘプタメチル水素トリシロキサン、ヘキサメ
チルジ水素トリシロキサン、メチル水素シクロシロキサ
ン、メチルトリス(ジメチル水素シロキシ)シラン、ペ
ンタメチル水素ジシロキサン、フェニルトリス(ジメチ
ル水素シロキシ)シラン、ポリメチル水素シロキサン、
テトラキス(ジメチル水素シロキシ)シラン、テトラメ
チルジ水素ジシロキサン、及びメチル水素ジメチルシロ
キサンコポリマーから選択される。
【0040】成分(D)を使用するならば、その量は、
使用する硬化性シリコーンポリマー(A)、固体粒子
(B)、金属触媒(C)の量に依存する。本発明の目的
にとって、成分(D)は全組成物の0〜10重量%であ
ることが好ましい。また、本発明の組成物は、抑制剤と
してさらに成分(E)を含むことができる。成分(E)
は架橋剤(D)と組み合わせて使用することができ、又
は架橋剤(D)なしに使用することもできる。本発明の
成分(E)は、触媒の触媒的活性の抑制剤として公知の
又は使用することができる任意の物質である。用語「抑
制剤」は、本願において、組成物の10重量%未満のよ
うな少量を混和したとき、混合物の高温での硬化を妨げ
ずに、成分(A)、(B)、(C)、及び随意の(D)
の硬化性混合物の室温での硬化を遅らせる物質を意味す
る。白金族金属触媒の抑制剤は有機ケイ素業界で周知で
ある。このような金属触媒の抑制剤の例としては、不飽
和有機化合物があり、例えば米国特許第4337332
号に開示のようなエチレン的又は芳香族的に不飽和のア
ミド、同3445420号と同4347346号のアセ
チレン的化合物、同3882083号のエチレン的不飽
和イソシアネート、同3989667号のオレフィン系
シロキサン、同4256870号、同4476166
号、同4562096号の不飽和炭化水素ジエステル、
同4465818号と同4472563号の共役エン−
イン、同4061609号のヒドロペルオキシドのよう
な他の有機化合物、同3344111号のようなホスフ
ィット、ホスフィン、ケトン、スルホキシド、アミン、
同4043977号のジアリジリン、同3461185
号のような各種の塩がある。
【0041】脂肪族不飽和とカルボニル又はアルコール
基を有する有機物抑制剤は、本発明の(E)として適切
である。このような例としては、米国特許第34454
20号のアセチレン系アルコール、例えばエチニルシク
ロヘキサノール、メチルブチノール、同4256870
号の不飽和カルボキシルエステル、例えばジアリルマレ
エート、ジメチルマレエート、同4562096号と同
4774111号のマレエートとフマレート、例えばジ
エチルフマレート、ジアリルフマレート、ビス−(メト
キシイソプロピル)マレエートがある。また、米国特許
第4533575号の半エステルとアミド、又は同44
76166号の抑制剤混合物も使用可能であろう。上記
の特許は、本発明の組成物の白金触媒について成分
(E)として使用するに適する化合物の調製方法を教示
している。マレエートとフマレートは、本発明の組成物
にとって好ましい抑制剤である。
【0042】本発明の組成物の成分(E)として好まし
いマレエートとフマレートは式: R5(OQ)t 2 CCH=CHCO2(QO)t 5 を有し、R5 は1〜10の炭素原子を有する一価の炭化
水素基を示し、各々のQは独立して2〜4の炭素原子を
有するアルケニル基である。R5 はアルキル基、例えば
メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、ペ
ンチル、ヘキシル、アリール基、例えばフェニル、ベン
ジル、アルケニル基、例えばビニル、アリル、アルキニ
ル基、又は環状炭化水素基、例えばシクロヘキシルであ
る。Qは例えば−CH2 CH2 −、−CH2(CH3)CH
−、−CH2 CH2 CH2 −、−CH2 CH2 CH2
2 −、−CH2(CH3 CH2)CH−、−CH2 CH
2(CH 3)CH−である。マレエートとフマレートの各々
のR5 とQは、所望により同じ又は異なることができ
る。tの値は0又は1であることができる。個々のtの
値は所望により同じ又は異なることができる。ビス−メ
トキシイソプロピルマレエートとジエチルフマレートが
本発明の抑制剤として好ましい。
【0043】本発明に使用する組成物中の成分(E)の
量は重要ではなく、高温での反応を妨げずに室温での触
媒反応を遅らせることができる任意の量でよい。したが
って、室温における適当な浴寿命を得るための抑制剤の
特定の量は提案することができない。どちらかと言え
ば、任意の特定の抑制剤の所望とする量は成分(A)、
(B)、(C)の性質と量、及び随意の成分の存在の有
無に依存するであろう。実際の範囲は、マレエート抑制
剤では全処方量の0.5〜1.05%、フマレート抑制
剤では全処方量の0.8〜2.0%と思われる。この他
の好ましい抑制剤としてはアルコールがあり、例えばベ
ンジルアルコールやn−オクタノールのような芳香族ア
ルコールである。また、(E)として、ベンジルアルコ
ールと抑制剤としてのジエチルフマレートの組み合わせ
も好ましい。本発明者は、本発明の随意の抑制剤成分の
濃度について広い範囲と狭い範囲を開示したが、当業者
であれば、所望により各々の用途について最適なレベル
を容易に決めることができよう。
【0044】また、本発明は、 (I)次の式: (i)(RO)3 SiO(RXSiO)m (R2 SiO)
n Si(OR)3 、(ii)(RO)3 SiO(RXSi
O)m (R2 SiO)n Si(X)3 、(iii)(X)3
SiO(RXSiO)m (R2 SiO)n Si
(X)3 、及び(iv)これらの混合物、を有する硬化性シ
リコーンポリマーから選択されたポリマー(A)に、エ
レクトロレオロジー的に活性な固体粒子(B)を分散
し、 (II)次いで得られた(I)の混合物に金属触媒(C)を
添加する過程を含んでなるエレクトロレオロジー的ゲル
の調製方法に関係するものであり、ここでRは1〜20
の炭素原子を有する一価の炭化水素基、XはR、アシル
オキシ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、オキシム基、
2〜20の炭素原子を有するオレフィン的炭化水素基か
ら独立して選択され、mは0〜100の平均値を有し、
nは100〜2000の平均値を有し、このゲルは、電
場を印加する前に、25℃において10ヘルツの周波数
で測定したときに500〜500000パスカルの貯蔵
弾性率を有し、ゲルが粘弾性の線形領域に存在し、少な
くとも0.5の動的機械的損失正接を有するようなピー
クひずみ振幅を有する。成分(A)と(B)は、好まし
い態様を含めて前記の本発明の組成物について記した通
りである。本発明の方法は、過程(I)の後に架橋剤
(D)を添加する過程、及び/又は過程(I)の後に抑
制剤(E)を添加する過程をさらに含むことができる。
架橋剤(D)と抑制剤(E)は、好ましい態様を含めて
前記の本発明の組成物について記した通りである。ま
た、本発明のエレクトロレオロジー的組成物は、使用す
る前に好ましくは25〜100℃の温度に加熱すること
ができる。
【0045】本発明のゲル相中の固体粒子の分散は、例
えばボールミル、ペイント練り機、高速剪断ミキサーを
使用した任意の通常使用される方法で行われる。この過
程の間に、固体粒子とオルガノシロキサンのベースゲル
は高速で剪断を受け、それによって粒子サイズが減少す
る。最終的な粒子サイズは5〜40μmの平均直径を有
することが好ましいと見いだされている。直径が100
μmであると、粒子は沈降する傾向にあり、電極の間に
収まることができる粒子の数が制限される。直径が小さ
過ぎると、粒子の熱的ブラウン運動がエレクトロレオロ
ジー効果を低下させる傾向にある。
【0046】本発明の組成物のベースゲル中の固体粒子
の同等な分散は、先ず粒子を適当な細かさまで粉砕し、
又は固体粒子をスプレードライに供し、次いでそれらを
本発明の未硬化のゲルに混入させることによってもたら
すことができる。さらに、本発明は、本発明のエレクト
ロレオロジー的ゲル組成物を用いた装置に関係し、この
エレクトロレオロジー的ゲル組成物は次の成分を含む: (A)次の式を有する硬化性シリコーンポリマーから選
択されたポリマー、(i)(RO)3 SiO(RXSi
O)m (R2 SiO)n Si(OR)3 、(ii)(RO)
3 SiO(RXSiO)m (R2 SiO)n Si(X)
3 、(iii)(X)3 SiO(RXSiO)m (R2 Si
O)n Si(X)3 、及び(iv)これらの混合物、ここで
Rは1〜20の炭素原子を有する一価の炭化水素基、X
はR、アシルオキシ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、
オキシム基、2〜20の炭素原子を有するオレフィン的
炭化水素基から独立して選択され、mは0〜100の平
均値を有し、nは100〜2000の平均値を有し、 (B)エレクトロレオロジー的に活性な固体粒子、 (C)金属触媒であって、このゲルは、電場を印加する
前に25℃おいて10ヘルツの周波数で測定したときに
500〜500000パスカルの貯蔵弾性率を有し、ゲ
ルが粘弾性の線形領域に存在し、少なくとも0.5の動
的機械的損失正接を有するようなピークひずみ振幅を有
する金属触媒。本発明の装置の中の組成物は、架橋剤
(D)及び/又は抑制剤(E)をさらに含むことができ
る。架橋剤(D)と抑制剤(E)は、好ましい態様を含
めて前記の本発明の組成物について記した通りである。
【0047】さらに本発明は、本発明のエレクトロレオ
ロジー的ゲル組成物を横切って電場を印加することによ
るエレクトロレオロジー的ゲルの使用方法に関係し、こ
のエレクトロレオロジー的ゲル組成物は次の成分を含
み: (A)次の式を有する硬化性シリコーンポリマーから選
択されたポリマー、(i)(RO)3 SiO(RXSi
O)m (R2 SiO)n Si(OR)3 、(ii)(RO)
3 SiO(RXSiO)m (R2 SiO)n Si(X)
3 、(iii)(X)3 SiO(RXSiO)m (R2 Si
O)n Si(X)3 、及び(iv)これらの混合物、ここで
Rは1〜20の炭素原子を有する一価の炭化水素基、X
はR、アシルオキシ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、
オキシム基、2〜20の炭素原子を有するオレフィン的
炭化水素基から独立して選択され、mは0〜100の平
均値を有し、nは100〜2000の平均値を有し、 (B)エレクトロレオロジー的に活性な固体粒子、 (C)金属触媒であって、このゲルは、電場を印加する
前に25℃おいて10ヘルツの周波数で測定したときに
500〜500000パスカルの貯蔵弾性率を有し、ゲ
ルが粘弾性の線形領域に存在し、少なくとも0.5の動
的機械的損失正接を有するようなピークひずみ振幅を有
する金属触媒。同様に、これらの組成物は、架橋剤
(D)及び/又は抑制剤(E)をさらに含むことができ
る。所望により、水素化ヒマシ油、有機溶媒、例えばヘ
キサン、ヘプタン、トルエン、キシレン、ミネラルスピ
リット、ケトン又はアセトン、環状又は線状アルカン、
芳香族炭化水素、例えばベンゼン、低分子量の線状や環
状のポリジメチルシロキサンのような分散剤を本発明の
エレクトロレオロジー的組成物に混和することもでき
る。ここで、本発明のエレクトロレオロジー的ゲルにと
って、物理的に安定であり、充分に分散した固体相を維
持するために分散剤や溶媒を混和する必要がないことは
大きな長所である。また、本発明のエレクトロレオロジ
ー的ゲルは酸化防止剤、安定剤、着色剤、染料をさらに
含むこともできる。本発明の組成物の一部が水分に接触
すると、硬化してゲル化したシリコーンになることがで
きる。
【0048】物質の粘弾性特性は化学組成、構造、温
度、与えたひずみ振幅、与えたひずみ速度の関数であ
る。一般に、これらの全ての変数を固定すると粘弾性特
性は固定される。ここで、エレクトロレオロジー的ゲル
は、ゲルに電場を印加することによって粘弾性の時間−
温度−組成の関係を変化させることができる。ゲルを横
切って電場を印加することにより、ゲルは主として粘性
の物質(タンデルタ>1)から主として弾性の物質(タ
ンデルタ<1)に移行することができる。さらに、弾性
の寄与が常に支配的成分であるように処方を作成するこ
とができ、電場の印加によってその支配率を増すことも
できる。電場を印加することによる硬化ゲルの粘弾性特
性の調節能力は、含有された応力を調節する新規な方法
を可能にするであろう。
【0049】これらのエレクトロレオロジー的ゲルの可
能性のある用途は、振動減衰の用途や制御された剛性の
作用についての束縛された複合層系に見いだすことがで
きる。電極(即ち、金属箔、導電性ポリマーフィルム
等)の交互の層を備えたエレクトロレオロジー的ゲルの
層からなる多層複合材は、本発明のエレクトロレオロジ
ー的ゲルを用いて作成することができ、機械的又は音響
的振動の変化を制動するために設計することができる。
さらに、弾性率を変えることができる性質は、各々のゲ
ル層を横切って印加した電場を制御してラミネートのエ
レクトロレオロジー的ゲル物質を剛化又は緩和すること
により、透過エネルギーのレベルを変化させることがで
きる装置を可能にするであろう。
【0050】
【実施例】本発明のエレクトロレオロジー的ゲルのサン
プルを、平行な円板形状で、レオメトリックス(商標)
動的スペクトロメーター(RDS2)により評価した。
平行な円板形状は、2つの平行な板の間に配置した円板
試料に関係する。RDS2は、下側の板が正弦パターン
で振り子のように振動することによってサンプルに剪断
を与えた。振動の振幅は、サンプルの厚さと所望のひず
みレベルによって定めた。これらの値は全て制御用コン
ピューターに入力した。
【0051】表に示すテスト値は、設定のひずみにおけ
る周波数掃引(frequency sweep) である。例の周波数は
0.5%の設定ひずみで50ラジアン/秒に設定した。
例の平行な板は直径約50mmであった。このデータは
適用したひずみにどのようにエレクトロレオロジー的ゲ
ルが応答するかを示す。G’の値は電場を印加したとき
に増加し、このことは電場を印加しないときよりも剛性
のあるバネとして挙動することを示している。タンデル
タは電場を印加したときに減少し、このことは材料の挙
動がより弾性的になっていることを示している。
【0052】次の例は本発明の組成物をさらに例証する
ために用意したものである。全ての部と%は、他に明記
がなければ重量基準である。
【0053】例1 本発明のエレクトロレオロジー的ゲルを調製した。先
ず、式: ViMe2 SiO(Me2 SiO)900SiMe2 Vi
(ポリマーB) を有するオルガノポリシロキサンの4.05gをアルミ
ニウム製秤量皿に入れた。次に、式: (MeO)3SiCH2 CH2 SiO(Me2 SiO)900
SiCH2 CH2 Si(OMe)3(ポリマーA) を有するシリコーンポリマーの0.45gを秤量皿に入
れ、それに2.0gのトルエンを加えた。これらをスパ
チュラで混合し、次いで米国特許第4994198号の
開示にしたがって調製した100モル%アミン水解物ス
ルフェートアイオノマー粒子を0.5gをこの系に混合
した。アミン水解物スルフェートアイオノマー粒子は、
式: OCH3 RCH3 SiO(CH3 RSiO)x SiCH
3 RCH3 O を有し、1300センチストークス(mm2 /秒)の粘
度を有し、ここでRは CH2 CH(CH3)CH2 NHCH2 CH2 NH2 である線状と環状のオルガノポリシロキサンの混合物で
あるアミン水解物と、硫酸とを、水溶液中で混合するこ
とによって調製した。粒子を調製するために1モルのH
2 SO4 と1モルのRの比を使用した。次いで水を除去
し、100モル%アミン水解物のスルフェートアイオノ
マー粒子を得た。攪拌しながら1滴のジシソプロポキシ
−ジエチルアセト−アセテートチタネート(TDID
E)触媒を添加し、次いでこの系を周囲条件下で24時
間外界に露出して放置した。次いでサンプルを50℃の
オーブンに24時間入れ、次いで120℃で5時間入れ
た。硬化したエレクトロレオロジー的ゲルを皿から取り
出し、エレクトロレオロジー的効果(即ち、電場の印加
後の弾性率の増加)を評価した。本発明のエレクトロレ
オロジー的ゲルに印加した電圧の値、得られた動的貯蔵
弾性率、及びタンデルタを表1に示す。
【0054】 表1 ─────────────────────────────── 印加電場E 動的貯蔵弾性率G’ タンデルタ (kV/mm) (パスカル) ─────────────────────────────── 0 4.7054×103 2.0805 1.0 4.9774×103 2.0701 2.0 6.7115×103 1.7393 ───────────────────────────────
【0055】例2 先ず、アルミニウム製秤量皿の中で、例1のポリマーB
の1.50gにポリマーAの0.35gを混合し、さら
に2.0gのトルエンを足した。次いで1.50gの1
00モル%アミン水解物のスルフェートアイオノマー粒
子を添加し、均一な分散系が得られるまで混合物を攪拌
した。次いで1滴のTDIDE触媒を添加し、攪拌し、
その混合物を周囲温度で24時間放置した。次いでサン
プルを50℃のオーブンの中に24時間入れ、次いで1
20℃で5時間入れた。硬化したエレクトロレオロジー
的ゲルを皿から取り出し、エレクトロレオロジー的効果
を評価した。本発明のエレクトロレオロジー的ゲルに印
加した電場(電圧)の値、得られた動的貯蔵弾性率、及
びタンデルタを表2に示す。
【0056】 表2 ─────────────────────────────── 印加電場E 動的貯蔵弾性率G’ タンデルタ (kV/mm) (パスカル) ─────────────────────────────── 0 4.2167×104 1.2506 1.0 8.6034×104 0.8977 2.0 1.5823×105 0.7165 ───────────────────────────────
【0057】例3 この例では、アルミニウム製秤量皿の中で、ポリマーB
の2.80gにポリマーAの1.20gを混合し、さら
に2.0gのトルエンを足した。次いで1.00gの1
00モル%アミン水解物のスルフェートアイオノマー粒
子を添加し、均一な分散系が得られるまで混合物を攪拌
した。次いで1滴のTDIDE触媒を添加し、攪拌し、
その混合物を周囲温度で24時間放置した。次いでサン
プルを50℃のオーブンの中に24時間入れ、次いで1
20℃で5時間入れた。硬化したエレクトロレオロジー
的ゲルを皿から取り出し、エレクトロレオロジー的効果
を評価した。本発明のエレクトロレオロジー的ゲルに印
加した電場(電圧)の値、得られた動的貯蔵弾性率、及
びタンデルタを表3に示す。
【0058】 表3 ─────────────────────────────── 印加電場E 動的貯蔵弾性率G’ タンデルタ (kV/m) (パスカル) ─────────────────────────────── 0 6.0689×104 0.6641 1.0 6.5309×104 0.6462 2.0 7.1080×104 0.6260 ───────────────────────────────
【0059】例4 100mlのビーカー中で、式: ViMe2 SiO(Me2 SiO)130SiMe2 Vi を有するオルガノポリシロキサンの29.62gと、
式: Me3 SiO(MeHSiO)5(Me2 SiO)3SiM
3 を有するオルガノ水素シロキサン架橋剤の0.26g、
及び30gのコーンスターチを一緒に混合した。次いで
白金の触媒量(100部のオルガノポリシロキサンポリ
マーにつき2×10-5部)を添加し、その混合物を攪拌
した。3〜10gのサンプルをアルミニウム製秤量皿に
注ぎ入れた。この皿を50℃の真空オーブンに入れ、圧
力を5インチHg(0.67kPa)に下げ、サンプル
を脱気した。5分間後に真空を解除した。温度を70℃
に上げ、サンプルを評価する前に12時間硬化させた。
硬化したエレクトロレオロジー的ゲルを皿から取り出
し、エレクトロレオロジー的効果を評価し、本発明の組
成物に特有な値を表4に示した。本発明のエレクトロレ
オロジー的ゲルに印加した電場(電圧)の値、得られた
動的貯蔵弾性率、及びタンデルタを表4に示す。
【0060】 表4 ─────────────────────────────── 印加電場E 動的貯蔵弾性率G’ タンデルタ (kV/m) (パスカル) ─────────────────────────────── 0 3.9824×103 0.5244 1.0 4.6115×103 0.5074 2.0 6.4610×103 0.4881 ───────────────────────────────
【0061】例5 100mlのビーカー中で、式: ViMe2 SiO(Me2 SiO)130SiMe2 Vi を有するオルガノポリシロキサンの29.62gと、
式: Me3 SiO(MeHSiO)5(Me2 SiO)3SiM
3 を有するオルガノ水素シロキサン架橋剤の0.26g、
及び30gのアルミニウムジルコニウムプロリン(AZ
P)を一緒に混合した。次いで白金の触媒量(100部
のオルガノポリシロキサンポリマーにつき2×10
-5部)を添加し、その混合物を攪拌した。3〜10gの
サンプルをアルミニウム製秤量皿に注ぎ入れた。この皿
を50℃の真空オーブンに入れ、圧力を5インチHg
(0.67kPa)に下げ、サンプルを脱気した。5分
間後に真空を解除した。温度を70℃に上げ、サンプル
を評価する前に12時間硬化させた。硬化したエレクト
ロレオロジー的ゲルを皿から取り出し、エレクトロレオ
ロジー的効果を評価した。本発明の組成物に特有な値を
表5に示した。本発明のエレクトロレオロジー的ゲルに
印加した電場(電圧)の値、得られた動的貯蔵弾性率、
及びタンデルタを表5に示す。
【0062】 表5 ─────────────────────────────── 印加電場E 動的貯蔵弾性率G’ タンデルタ (kV/m) (パスカル) ─────────────────────────────── 0 1.4672×103 0.8189 2.0 1.5545×103 0.8420 3.0 2.5947×103 0.6680 4.0 7.3053×103 0.5393 ───────────────────────────────
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ランドール ジーン シュミット アメリカ合衆国,ミシガン,ミッドラン ド,フォスター ロード 5005

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 次の成分を含むエレクトロレオロジー的
    ゲルであって、 (A)次の式を有するポリマーより選択した硬化性シリ
    コーンポリマー: (i)(RO)3 SiO(RXSiO)m (R2 SiO)
    n Si(OR)3 、(ii)(RO)3 SiO(RXSi
    O)m (R2 SiO)n Si(X)3 、(iii)(X)3
    SiO(RXSiO)m (R2 SiO)n Si
    (X)3 、及び(iv)これらの混合物、ここでRは1〜2
    0の炭素原子を有する一価の炭化水素基、XはR、アシ
    ルオキシ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、オキシム
    基、2〜20の炭素原子を有するオレフィン的炭化水素
    基から独立して選択され、mは0〜100の平均値を有
    し、nは100〜2000の平均値を有し、 (B)エレクトロレオロジー的に活性な固体粒子、及
    び、 (C)金属触媒、さらに、このゲルは、電場を印加する
    前に、25℃において周波数10ヘルツで測定したとき
    500〜500000パスカルの貯蔵弾性率、及びゲル
    が粘弾性の線形領域に存在するようなピークひずみ振幅
    を有し、さらに少なくとも0.5の動的機械的損失正接
    を有するエレクトロレオロジー的ゲル組成物。
  2. 【請求項2】 さらに架橋剤(D)を含む請求項1に記
    載の組成物。
  3. 【請求項3】 (A)、(B)、及び(C)の硬化性混
    合物、又は(A)、(B)、(C)、及び(D)の硬化
    性混合物の室温硬化を遅らせる抑制剤(E)をさらに含
    む請求項1又は2に記載の組成物。
  4. 【請求項4】 次の過程を含むエレクトロレオロジー的
    ゲル組成物の製造方法であって、 (I)エレクトロレオロジー的に活性な固体粒子を、次
    の式を有するポリマーより選択した硬化性シリコーンポ
    リマー(A)に分散し、(i)(RO)3 SiO(RXS
    iO)m (R2 SiO)n Si(OR)3 、(ii)(R
    O)3 SiO(RXSiO)m (R2 SiO)n Si
    (X)3 、(iii)(X)3 SiO(RXSiO)m (R
    2 SiO)n Si(X)3 、及び(iv)これらの混合物、
    ここでRは1〜20の炭素原子を有する一価の炭化水素
    基、XはR、アシルオキシ基、ヒドロキシ基、アルコキ
    シ基、オキシム基、2〜20の炭素原子を有するオレフ
    ィン的炭化水素基から独立して選択され、mは0〜10
    0の平均値を有し、nは100〜2000の平均値を有
    し、 (II) 金属触媒を(I)の混合物に添加し、ここで、こ
    のゲルは、電場を印加する前に、25℃において周波数
    10ヘルツで測定したとき500〜500000パスカ
    ルの貯蔵弾性率、及びゲルが粘弾性の線形領域に存在す
    るようなピークひずみ振幅を有し、さらに少なくとも
    0.5の動的機械的損失正接を有するエレクトロレオロ
    ジー的ゲル組成物の製造方法。
  5. 【請求項5】 請求項1のエレクトロレオロジー的ゲル
    組成物を使用した装置。
  6. 【請求項6】 請求項1のエレクトロレオロジー的ゲル
    組成物を横切って電場を印加することを含んでなるエレ
    クトロレオロジー的ゲルの使用方法。
JP7052728A 1994-03-14 1995-03-13 エレクトロレオロジー的ゲル及びその製造方法 Withdrawn JPH07258412A (ja)

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